Opracowane pytania na zaliczenie TECHNOLOGII MASZYN :

1. Budowa i zasada działania wielkiego pieca ( schemat reakcje)

Wielki piec: piec szybowy do wytapiania surówki ze wsadu składającego się z rudy żelaza z dodatkiem koksu i topników. Wielki piec ma gruszkowaty kształt dwu stożków ściętych złączonych podstawami. Cała konstrukcja ma około 40 metrów wysokości. Wsad zasypuje się od góry, przez zamykany otwór zwany gardzielą. Część pieca tworzona przez górny stożek nazywa się szybem i jest zasobnikiem surowca. Koks pełni rolę paliwa oraz reduktora tlenków żelaza. Proces palenia podtrzymywany jest powietrzem wtłaczanym szeregiem dysz usytuowanych na poziomie złączenia podstaw stożków. Topniki ułatwiają oddzielenie od metalu zawartych w rudzie zanieczyszczeń i skały płonnej. Stopiony metal zwany surówką zbiera się w części tworzonej przez stożek dolny zwanej garem. Niepożądane składniki wsadu w wyniku reakcji z topnikami i tlenem z atmosfery pieca tworzą żużel, który również spływa do gara i, jako lżejszy, unosi się na powierzchni surówki. Co pewien czas surówka i żużel odprowadzane są z pieca przez oddzielne otwory spustowe. Ciekła

surówka jest transportowana w kadzi mieszalnikowej (kadź torpedo) do stalowni, a żużel jest

przetwarzany na kruszywo, granulat lub grudki do budowy dróg i produkcji cementu. Gaz

wielkopiecowy (gaz BF) jest zbierany w gardzieli wielkiego pieca. Jest on oczyszczany i

rozprowadzany po zakładzie do wykorzystania jako paliwo do ogrzewania lub do produkcji energii elektrycznej. Wydajność wielkiego pieca to 2 do ponad 10 tysięcy ton surówki na dobę. Wielki piec pracuje w procesie ciągłym, od rozpalenia do wygaszenia pieca upływa kilka lat, a przerwanie pracy jest zwykle wymuszone uszkodzeniem wyłożenia ogniotrwałego.

Temperatury w wielkim piecu

• Gardziel - 50°C

• Szyb - 400°C

• Przestron - 850°C

• Spad - 1200°C

• Gar - 1800°C

Reakcje:

W miarę jak wsad wielkopiecowy schodzi w dół, jego temperatura wzrasta ułatwiając reakcje

redukcji tlenków i tworzenie się żużlu. Wsad (nabój) przechodzi szereg zmian składu,

obejmujących następujące etapy:

- Tlenek żelaza w naboju jest silnie redukowany (tworząc żelazo gąbczaste i

ostatecznie ciekłą surówkę).

- Tlen z rudy żelaza reaguje z koksem lub tlenkiem węgla, tworząc w ten sposób

tlenek węgla lub dwutlenek węgla, który jest zbierany w gardzieli wielkiego pieca.

- Składniki skały płonnej łączą się z topnikami tworząc żużel. Żużel ten jest

wieloskładnikową mieszanką krzemianów o niższej gęstości niż ciekła surówka.

- Koks służy głównie jako środek redukujący, lecz również jako paliwo. Opuszcza on

piec w postaci dwutlenku węgla, tlenku węgla lub w postaci węgla w surówce.

- Występujący wodór oddziałuje również jako środek redukujący poprzez reakcje z

tlenem, tworząc wodę.

Główne operacje to:

. Ładowanie surowców (wsadu)

. Wytwarzanie gorącego dmuchu

. Proces wielkopiecowy

. Bezpośrednie wdmuchiwanie/wtryskiwanie środków redukujących

. Spust

. Przetwarzanie żużlu

2. Odlewnictwo ( Piece do topienia; modele; masy; metody formowania i odlewania;)

Sporządzenie odlewów wymaga wykonania wielu czynności, wśród których występuje zróżnicowanie spowodowane rodzajem stosowanej metody wytwarzania odlewów(odlewanie do form piaskowych, skorupowych, metalowych, metodami specjalnymi itp.)

Modele odlewnicze:

Model odlewniczy jest to przyrząd, za pomocą, którego odtwarza się wnękę formy odlewniczej. Kształt modelu i jego wymiary są identyczne z kształtem i wymiarami wnęki formy oraz ściśle związane z kształtem i wymiarami odlewu jako produktu finalnego. Związek ten, choć jest bardzo ścisły nie oznacza, że kształt i każdy wymiar modelu jest identyczny z wymiarami odlewu. Poza tym, występujące zjawiska skurczowe związane ze zmiana temperatury i stanu skupienia tworzywa odlewniczego, powodują one, że konstruktor musi dokonać takiej zmiany kształtów i wymiarów, aby otrzymany odlew z danego modelu, w temperaturze otoczenia posiadał odpowiedni kształt i wymiary.

Modele odlewnicze można podzielić na 3 grupy:

- bezpośrednio odtwarzające kształt odlewu, czyli modele naturalne,

- pośrednio odtwarzające kształt odlewu, czyli modele właściwe,

- modele uproszczone

MODELE ODLEWNICZE

Naturalne Właściwe Uproszczone

Dzielone Nie dzielone Wzorniki

Z częściami Bez częściami Z pionowa Z poziomą

odejmowanymi odejmowanych osią obrotu osią obrotu

Częściowe

Przesuwne Odcinkowe Szkieletowe Przymiary kontrolne Modele-klocki

(segmentowe)

W praktyce najczęściej stosowane są modele bezpośrednio i pośrednio odtwarzające kształt odlewu. W przypadku wytwarzania dużych odlewów, przy nielicznej serii stosuje się modele uproszczone, prostsze do wykonania, wymagają mniejszej ilości materiału modelarskiego, ale za to większego nakładu pracy i większych kwalifikacji formierskich.

Do wytwarzania modeli odlewniczych stosuje się różne gatunki drewna, metali i tworzyw sztucznych. O doborze materiału decydują główne czynniki wpływające na trwałość modelu:

- warunki formowania modeli (ręczne, maszynowe)

- liczność serii odlewów do wykonania przy użyciu danego modelu, a także inne względy praktyczne, np. wielkość modelu, łatwość obróbki itp.

Drewniany model doskonale nadaje się do formowania ręcznego, jest mało przydatny w ciężkich warunkach modelowania maszynowego np. podczas formowania pod wysokimi naciskami. Wtedy trzeba wykonać model metalowy. Modele dzielone, składają się z dwóch lub więcej części, wymagają bardzo starannego zestawienia względem siebie poszczególnych części. Do tego służą elementy ustalające, wykonane z metalu. Z metalu są także inne elementy modeli, np. uchwyty do wyjmowania modelu z formy, krawędzie naroża, czyli części szczególnie narażone podczas formowania. Model odlewniczy podczas formowania ma kontakt z wilgotna masą formierską, dlatego modele z drewna są zabezpieczone przed szkodliwym działaniem wilgoci. Każdy model wymaga, zatem bardzo starannego wykonania i dokładnego sprawdzenia przed skierowaniem go do produkcji odlewów, gdyż jakość przyszłego odlewu w znacznej mierze zależy od jakości modelu służącego do jego wykonania.

METODY FORMOWANIA: RYSUNEK - MUSI BYC

1. FORMOWANIE RĘCZNE.

F.ręczne to taki sposób wytwarzania form odlewniczych, podczas którego wszystkie czynności(lub większość), składające się na wytworzenie formy, wykonywane są ręcznie. Formowanie ręczne stosuje się w produkcji jednostkowej lub małoseryjnej odlewów. Najbardziej ogólna klasyfikacja metod formowania ręcznego jest następująca;

- formowanie w skrzynkach formierskich,

- formowanie w rdzeniach

- formowanie z modeli uproszczonych

- formowanie w gruncie

Formowanie ręczne jest mało wydajnym procesem produkcyjnym. Uzyskanie odpowiedniej dokładności wymiarowej i gładkości powierzchni odlewów wymaga znacznych nakładów pracy podczas formowania oraz oczyszczania odlewów. Ręczne wykonanie form odlewniczych., wymaga bardzo wysokich kwalifikacji zawodowych formiarza.

FORMOWANIE W SKRZYNKACH FORMIERSKICH

Może być ono realizowane w 1 skrzynce, w 2 (najczęściej) lub w kilku. Modele stosowane w tej metodzie mogą być niedzielone, dzielone lub z częściami odejmowanymi. Formowanie form do odlewania z modelu nie dzielonego lub z naturalnych modeli odlewniczych jest wykorzystywane do odlewania mało skomplikowanych detali..

FORMOWANIE W RDZENIACH

Stosuje się je do odlewania odlewów o bardzo skomplikowanych kształtach z licznymi wgłębieniami, występami, podwójnymi ściankami itp. Wszystkie powierzchnie odlewu odtwarzane są przez rdzenie. Formowanie w rdzeniach stosuje się najczęściej do wytwarzania dużych odlewów, np. znaczna ilość odlewów do silników spalinowych dużej mocy(trakcyjnych, okrętowych) wytwarza się w formach złożonych z rdzeni. Metoda ta jest dość kosztowna, gdyż do złożenia jednej formy potrzeba od kilku do kilkunastu rdzeni i koniecznych do ich wykonania rdzennic. Składanie formy złożonej z rdzeni wymaga dużej precyzji i stosowania wielu przyrządów kontrolno-pomiarowych. Mniejsze formy składa się z rdzeni w skrzynkach formierskich, natomiast większe odlewy wytwarza się w tzw. kesonach, czyli betonowych dołach w hali odlewni. W rdzeniach jest ukształtowana nie tylko wnęka formy, ale również cały układ wlewowy. Forma złożona jest w skrzyni formierskiej usytuowanej na płycie podformowej.

FORMOWANIE Z MODELI UPROSZCZONYCH

Stosowane jest najczęściej do produkcji dużych odlewów. Polega ono na wykonaniu wnęki formy za pomocą modeli odtwarzających tylko niektóre kształty odlewu. Rodzaj stosowanego odlewu uproszczonego wynika z kształtu odlewu. Formy dla odlewów w kształcie brył obrotowych wykonuje się wzornikami obrotowymi o pionowej rzadko poziomej osi obrotu. Dla odlewów o stałym profilu-wzornikami przesuwanymi, a dla procesów bardzo prostych i o powtarzających się kształtach-wzornikami odcinkowymi.

FORMOWANIE W GRUNCIE

Forma w gruncie charakteryzuje się tym, iż jedna jej część wykonana jest w wydzielonym polu odlewni wypełnionym masą formierską, natomiast druga w skrzynce formierskiej. Formy w gruncie najczęściej przeznaczone są do dużych odlewów. Nakład pracy do wykonania takiej formy jest znaczny, a dokładność wykonania formy niewielka, rzadko się to formowanie stosuje. Formy w gruncie mogą być zakryte lub odkryte.

2. FORMOWANIE MASZYNOWE

Maszynowe wytwarzanie form i rdzeni stabilizuje parametry wyrobów, poprawia wskaźniki ekonomiczne procesu produkcyjnego dzięki zmniejszeniu robocizny, wykorzystaniu powierzchni odlewni, zmniejszeniu ilości braków itp. Nie mniej ważnym efektem stosowania maszyn formierskich jest wyeliminowanie bardzo ciężkiej pracy fizycznej i poprawa warunków BHP w odlewni. Ponadto, mechanizacja procesów wytwarzania form odlewniczych stanowi dogodny punkt wyjścia do automatyzowania tychże procesów.

MASZYNY FORMIERSKIE

Setki rozwiązań konstrukcyjnych maszyn formierskich próbuje się sklasyfikować wg różnych kryteriów. Dotyczą one wielkości i wydajności maszyn, sposobów oddzielania modelu od formy, napędu sposobu fundamentowania, rodzaju stosowanych mas formierskich itd. Zagęszczanie masy formierskiej podczas maszynowego wytwarzania form może być stosowane może być statyczne(np. przez prasowanie), dynamiczne(np. poprzez wstrząsanie, nasypywanie lub narzucanie) i mieszane. W miarę rozwoju mechanizacji i automatyzacji procesów odlewniczych coraz mniej wyraźna staje się granica między typowymi maszynami do wytwarzania form odlewniczych(formierki) a maszynami do wytwarzania rdzeni (rdzeniarki).

Mieszarko - nasypywarki służą do dokładnego wymieszania komponentów tworzących masę oraz nasypywania przygotowanej masy do skrzynek formierskich lub rdzennic.

PIECE DO TOPIENIA RYSUNEK !!!!

ŻELIWIAK - piec szybowy, w którym naboje wsadu metalowego na przemian z nabojami koksu i topnika opuszczają się w dół szybu, do stref topienia i spalania, a gorące gazy żeliwiakowe unoszą się do góry w przeciwprądzie w stosunku do materiałów wsadowych, nagrzewając i topiąc wsad metalowy i przegrzewając ciekłe żeliwo. Gazy żeliwiakowe o temperaturze 1650  2000C powstają w strefie spalania w wyniku spalania koksu w powietrzu wdmuchiwanym przez dysze żeliwiakowe. Ciekłe żeliwo wraz z ciekłym żużlem gromadzą się w kotlinie lub w zbiorniku, skąd są okresowo spuszczane. W nowoczesnych żeliwiakach żeliwo i żużel są spuszczane z żeliwiaka bez zbiornika w sposób ciągły, przy zastosowaniu tzw. rynny syfonowej. Część żeliwiaka nad oknem wsadowym spełnia rolę komina. Kominy większości nowych żeliwiaków są wyposażone w chwytacze iskier. W wielu przypadkach komin żeliwiaka jest zastąpiony kominowym rekuperatorem o działaniu radiacyjnym. Część żeliwiaka pod poziomem dysz nazywa się kotliną, a część

od poziomu dysz do dolnej krawędzi okna wsadowego - wysokością użyteczną.

Podczas rozruchu żeliwiakowa kotlina jest wypełniona koksem, zwanym kotlinowym.

Warstwę koksu nad poziomem dysz, lecz poniżej pierwszego naboju wsadu metalowego, nazywa się koksem wypełniającym, a naboje koksu załadowanego do żeliwiaka wraz z nabojami wsadu metalowego i topnika - koksem wsadowym. Żeliwiak ma stosunkowo dużą sprawność cieplną ( wymiana ciepła w przeciwprądzie ) i bardzo dużą wydajność godzinową.

ELEKTRYCZNY PIEC INDUKCYJNY - piec dający możliwość stosunkowo łatwego

uzyskania zależności składu chemicznego, wysokiej temperatury przegrzania oraz

przetrzymywania żeliwa w określonej temperaturze w ciągu dowolnego czasu. Z tego powodu stosowane są do żeliwa wysokojakościowego, na przykład żeliwa modyfikowanego, stopowego itp. Piec indukcyjny tyglowy, może pracować przy zastosowaniu dowolnego wsadu o stosunkowo dużej kawałkowości, jednak ułożenie w tyglu powinno być takie, aby strumień magnetyczny był rozpraszany w minimalnym stopniu, co uzyskuje się przy zmniejszeniu prześwitu międzykawałkowatego. W piecach indukcyjnych wytwarzany żużel ma stosunkowo niską temperaturę, co sprawia, że w nich nie można prowadzić procesów takich jak odsiarczanie lub utlenianie pierwiastków żeliwa, przebiegających między metalem i żużlem; przedmuchiwanie ciekłego metalu odpowiednimi reagentami niweluje tę niedogodność pieców indukcyjnych.

ELEKTRYCZNY PIEC ŁUKOWY - piec służący do wytapiania żeliwa w przypadku

prowadzenia procesów przebiegających między metalem i żużlem powstającym przy

wysokiej temperaturze przegrzania metalu. Wytop żeliwa w piecu elektrycznym łukowym można prowadzić przy zastosowaniu wsadu składającego się głównie ze złomu stalowego i nawęglacza lub też z zastosowaniem wsadu składającego się z surówki i złomu żeliwa. Utlenianie poszczególnych pierwiastków przeprowadza się przez zwiększenie zawartości tlenku żelaza w żużlu lub przez przedmuchiwanie kąpieli metalowej czystym tlenem. Odtlenianie i rafinację żeliwa przeprowadza się przez wprowadzenie do ciekłego metalu odtleniaczy, środków odsiarczających lub przez wytworzenie odpowiedniego żużla, co jest szczególnie korzystne w piecu o wyłożeniu zasadowym, wtedy można stosować żużel dużej zasadowości.

METODY ODLEWANIA

ODLEWANIE GRAWITACYJNE - zwykły sposób wypełniania ( zalewania ) form ciekłym metalem pod wpływem siły ciążenia.

ODLEWANIE ODŚRODKOWE - metoda wykorzystująca siłę odśrodkową do wypełniania ciekłym metalem wirującej formy odlewniczej. Rozróżnia się:

1) odlewanie odśrodkowe właściwe - oś obrotu pokrywa się z osią wirowania, a wewnętrzna powierzchnia odlewu jest powierzchnią swobodną powstałą w czasie wirowania;

2) odlewanie półodśrodkowe- oś odlewu pokrywa się z osią wirowania, powierzchnie odlewu są odtworzone przez formę i ewentualne rdzenie;

3) odlewanie pod ciśnieniem odśrodkowym.

Oś wirowania może być pionowa, pozioma lub nachylona do poziomu pod kątem 1  5

ODLEWANIE CIŚNIENIOWE - proces odlewania polegający na wywieraniu ciśnienia 2  350 MPa na ciekły metal w okresie doprowadzania go do wnęki formy metalowej. Odlewanie ciśnieniowe metali wykonuje się w maszynach, których głównymi elementami są: forma odlewnicza, urządzenie do jej zamykania i otwierania, komora ciśnieniowa, urządzenie wywierające ciśnienie na metal i aparatura do sterowania ( maszyna do odlewania pod ciśnieniem ). Stosowane jest przy wielkoseryjnej i masowej produkcji na ogół niedużych, cienkościennych, dokładnych odlewów ze stopów Zn, Al., Mg, Cu, Pb i innych.

ODLEWANIE PRÓŻNIOWE - metoda odlewania polegająca na tym, że zarówno strumień odlewanego metal, jak i forma znajdują się w komorze próżniowej. Przy odpowiedniej temperaturze ciekły metal przelewa się do formy przez kanały w dnie zbiornika lub przez przechylenie zbiornika. Odlewanie próżniowe pozwala na uzyskanie tworzyw o małej zawartości gazów. Stosuje się m.in. do topienia i odlewania metali o dużym powinowactwie chemicznym z tlenem i wysokich temperaturach topnienia. Inna odmiana odlewania próżniowego polega na wykorzystaniu próżni do wypełniania formy odlewniczej przez zassanie metalu.

ODLEWANIE CIĄGŁE - polega na wytwarzaniu odlewów o stałym przekroju poprzecznym i znacznej długości. Odlew powstaje w specjalnych chłodzonych formach zwanych krystalizatorami. Cechą charakterystyczną odlewania ciągłego jest dostarczenie ciekłego metalu w sposób ciągły, w miarę jak część zakrzepła opuszcza formę. Ten sposób odlewania stosuje się do wytwarzania odlewów wałków, rur, blach i kształtowników, przy zastosowaniu wszystkich stopów odlewniczych. Odlewanie ciągłe pozwala na wytwarzanie odlewów o znacznych długościach, pozbawionych porowatości skurczowej i podwyższonych właściwościach mechanicznych, będących efektem intensywnego chłodzenia; w odlewach jednak mogą występować duże naprężenia wewnętrzne.

ODLEWANIE KOKILOWE- Proces wykonywania odlewów polegający na zalewaniu trwałych form metalowych lub z innych materiałów ciekłym metalem. Metal jest zalewny do objętości formy pod ciśnieniem grawitacyjnym. Forma nie jest niszczona po wykonaniu odlewu i może być użyta ponownie wielokrotnie

ODLEWANIE METODĄ WYTAPIANYCH MODELI - zapewnia dokładność wymiarów i gładkość powierzchni. Polega na wykonaniu pod ciśnieniem w stalowej matrycy modelu z wosku ziemnego, parafiny o żywic syntetycznych. Otrzymany w ten sposób model pokrywa się cienką warstwą zawiesiny mielonego pisku kwarcowego zmieszanego z grafitem w szkle wodnym. Po wyschnięciu formuje się go w skrzynce formierskiej i umieszcza się w piecu i w temperaturze 100-120 stopni wytapia się model woskowy.

METODA SHAWA - jej istotą jest kompozycja masy ceramicznej złożonej ze sproszkowanych materiałów i z ciekłego spoiwa. Masa ma konsystencję szlamu. Metoda trudna do automatyzacji, droga i jednostkowa.

MASY FORMIERSKIE

Materiały formierskie dzieli się na główne (piaski kwarcowe i gliny formierskie) i pomocnicze (spoiwa organiczne i nie organiczne, grafit, pył węglowy itp.).
Mieszanina głównych i pomocniczych materiałów formierskich, odpowiednio dobrana ilościowo i jakościowo, tworzy masę formierską. Masy formierskie powinny odznaczać się następującymi własnościami: dobrą plastycznością, czyli zdolnością przyjmowania kształtu modelu i zachowania tego kształtu po usunięciu modelu, spoistością cząstek masy formierskiej zapewniając odporność na wstrząsy i na ciśnienie hydrostatyczne wlewanego metalu, odpornością na wysoką temperaturę płynnego metalu, dobrą przepuszczalnością gazów i par powstających w czasie odlewania i w czasie stygnięcia metalu w formie odlewniczej, przydatnością do wielokrotnego użycia w postaci domieszek do nowych mas, łatwym oddzielaniem się od ścian gotowego odlewu w czasie wybijania go z formy i oczyszczania.

3. Jaka jest różnica między surówką, żeliwem, staliwem i stalą?

Surówka - w procesie metalurgicznym produktem wyjściowym wielkiego pieca
jest stop żelaza z węglem, krzemem, manganem, fosforem i siarką określany w praktyce jako surówka. Surówka zawiera (3÷6,3)% węgla. Nazwa pochodzi stąd że jest to produkt przewidziany do dalszej przeróbki, czyli surowiec. Surówka (hutnicza) przeznaczona do dalszej przeróbki odlewana jest w postaci bloczków zwanych gąskami. Klasyfikacja surówki:

1. biała - o białym przełomie zawierająca węgiel wyłącznie w stanie związanym w postaci cementytu

2. szara - o szarym przełomie zawierająca węgiel w stanie wolnym, w postaci grafitu

3. pstra (połowiczna) zawierająca skupienia węgla zarówno w stanie związanym jak i wolnym.

Wpływ na budowę surówki mają skład chemiczny i szybkość chłodzenia.

Żeliwo - surówka przetopiona ponownie ze złomem żeliwnym, stalowym i
dodatkami nosi nazwę żeliwa. Żeliwo zawiera 2,2÷3,8 % węgla w postaci cementytu lub grafitu. Żeliwo charakteryzuje się niewielkim -1,0% skurczem odlewniczym, łatwością wypełniania form, a po zastygnięciu obrabialnością. Żeliwo dzięki wysokiej zawartości węgla posiada wysoką odporność na korozję.

Staliwo- stop żelaza z węglem zawierający mniej niż 2,0% przeznaczony na
odlewy, nie poddany obróbce plastycznej. Staliwo to stal w postaci lanej ( czyli odlana w formy odlewnicze), nie poddana obróbce plastycznej. W odmianach użytkowych zawartość węgla nie przekracza 1,5%, suma typowych domieszek również nie przekracza 1%. Właściwości mechaniczne staliwa są nieco niższe niż własności stali o takim samym składzie po obróbce plastycznej. Wynika to z charakterystycznych dla odlewów: gruboziarnistości i pustek międzykrystalicznych. Staliwo ma natomiast znacznie lepsze właściwości mechaniczne od żeliwa, w szczególności jest plastycznie obrabialne, a odmiany o zawartości węgla poniżej 0,25% są również dobrze spawalne.

Stal - stop żelaza z węglem plastycznie obrobiony i plastycznie obrabialny o zawartości węgla nieprzekraczającej 2% co odpowiada granicznej rozpuszczalności węgla w żelazie. W warunkach użytkowych w praktyce < 1%C. Węgiel w stali najczęściej występuje w postaci perlitu płytkowego. Niekiedy jednak szczególnie przy większych zawartościach węgla cementyt występuje w postaci kulkowej w otoczeniu ziaren ferrytu. Stal obok żelaza i węgla zawiera zwykle również inne składniki. Do pożądanych składników stopowych zalicza się głównie metale (chrom, nikiel, mangan, wolfram, miedź, molibden, tytan). Pierwiastki takie jak tlen, azot, siarka oraz wtrącenia niemetaliczne głównie tlenków siarki i fosforu zwane są zanieczyszczeniami. Stal otrzymuje się z surówki w procesie świeżenia.

4. Metalurgia proszków ( narzędzia, gotowe wyroby , na czym polega)

Metalurgią proszków - metoda wytwarzania metali z ich proszków, bez przechodzenia przez stan ciekły. Oddzielne cząstki proszków łączą się ze sobą w jednolitą masę podczas wygrzewania silnie sprasowanych kształtek w atmosferze redukującej lub obojętnej. Proces metalurgii proszków jest ekonomiczną metodą wielkoseryjnej produkcji elementów o niewielkich prostych kształtach, w wyniku której uzyskuje się w pełni zwarte sprasowane komponenty. Technologia ta umożliwia uzyskanie jednorodnej mikrostruktury wolnej od niemetalicznych wtrąceń i defektów.

Produkty metalurgii proszków charakteryzują się wyjątkowymi właściwościami mechanicznymi i odpornością na zużycie, dzięki czemu znajdują szerokie zastosowanie w różnych branżach, takich jak m.in. przemysł lotniczy i kosmonautyczny, przemysł drzewny (zęby pił) itp.

Metodami metalurgii proszków wytwarzamy:

• przedmioty z metali trudno topliwych jak np. wolfram, molibden, tantal, iryd,

• spieki metali i niemetali wykazujących znaczne różnice temperatury topnienia jak np. materiały na styki elektryczne z wolframu i srebra, szczotki do maszyn elektrycznych z grafitu i miedzi,

• materiały porowate na łożyska samosmarujące,

• materiały, które w stanie ciekłym są gęstopłynne i trudne do odlewania jak np. materiały na specjalne magnesy trwałe.

Metody wytwarzania proszków dzielimy na 5 podstawowych grup, od których zależny jest kształt proszku, a co za tym idzie własności w późniejszych procesach prasowania i spiekania:

• mechaniczne (mielenie, kruszenie, rozbijanie)

• fizykomechaniczne (rozpylanie, granulacja)

• fizyczne (odparowanie i kondensacja)

• fizyko-chemiczne (redukcja tlenków i innych związków, dysocjacja tlenków i innych związków, samorozpad)

• chemiczne (zol-żel, elektroliza stopionych soli lub roztworów wodnych soli)

5. Technologia obróbki plastycznej (cięcie; gięcie; prasy; walce;; przeciąganie i rozciąganie; wytłoczniki; kształtowanie brył - spęczanie -wydłużanie; gwintowanie; prasy)

Obróbka plastyczna - metoda obróbki metali polegająca na wywieraniu narzędziem na obrabiany materiał nacisku przekraczającego granicę jego plastyczności, mającego na celu trwałą zmianę kształtu i wymiarów obrabianego przedmiotu.

Cięcie - proces technologiczny stosowany najczęściej w obróbce materiałów metalowych polegający na wytworzeniu takiego stanu naprężenia w żądanym miejscu, aby nastąpiło w nim pęknięcie obrabianego materiału, poprzedzone zazwyczaj odkształceniem plastycznym.

Rodzaje cięcia:

• cięcie za pomocą dwóch krawędzi tnących np. stempla i matrycy, które zbliżając się do siebie powodują przecięcie obrabianego materiału

• cięcie cienkiej warstwy metalu jedna krawędzią tnącą np. przy okrawaniu odkuwek wygładzaniu

• cięcie gumą przy którym blachę dociska się do wzornika (szablonu) o ostrych krawędziach ciśnieniem wywieranym przez warstwę gumy. Następuje odgięcie obrzeża wystającego poza krawędź wzornika i urwanie się materiału na krawędzi

• cięcie nożowe; zagłębienie się noża w materiale spoczywającym na miękkim podłożu (tnie się w ten sposób takie materiały jak skóra, filc itp.)

• przebijanie otworów; któremu towarzyszy wywinięcie pęknietego brzegu

• cięcie metodami spawalniczymi: za pomocą spawarki elektrycznej lub palnika gazowego

Sposoby przeprowadzania cięcia

• cięcie na prasach za pomocą wykrojników

• cięcie na specjalnych maszynach, bez zmiany elementów tnących. Takie maszyny to np. nożyce gilotynowe, dziurkarki itp.

• cięcie na nożycach krążkowych

Gięcie - rodzaj technologii obróbki materiałów (najczęściej metalowych) polegający na trwałej zmianie krzywizn przedmiotu obrabianego. Jeżeli w wyniku tej obróbki otrzymuje się przedmiot zakrzywiony to mówimy o wyginaniu. Jeżeli gięcie powoduje wyprostowanie obrabianego materiału to mówi się o prostowaniu. Odmianą wyginania jest zwijanie.

Gięcie może przebiegać:

• na prasach za pomocą tłoczników

• na prasach krawędziowych

• jako owijanie na wzorniku (szablonie)

• na walcach

• jako kształtowanie taśm krążkami

Prasa- maszyna robocza, której działanie polega na wywieraniu nacisku (również zgniatania, prasowania) na przedmiot umieszczony pomiędzy jej elementami roboczymi.

Ze względu na sposób napędu prasy dzielą się na:

• elektromagnetyczne

• pneumatyczne

• hydrauliczne

• mechaniczne
  dzielone ze względu sposób napędu elementu ruchomego na:

• dźwigniowe

• kolanowe

• korbowe

• mimośrodowe

• śrubowe

• ręczne ("balansówki")

• mechaniczne (cierne)

• zębatkowe

• ślimakowe

Przeciąganie - obróbka skrawaniem, w której cały naddatek na obróbkę skrawany jest podczas jednego przejścia narzędzia, zwanym przeciągaczem, przeprowadzanych na obrabiarkach (przeciągarka). Przeciąganie stosuje się do obróbki dokładnych otworów wielobocznych, wielowypustowych, rowków wypustowych oraz do obróbki powierzchni kwadratowych zewnętrznych, np. w korbowodach, kluczach. Ze względu na znaczne koszty narzędzi przeciąganie znajduje zastosowanie wyłącznie w produkcji wieloseryjnej lub masowej.

Rozciąganie osiowe - w wytrzymałości materiałów definiujemy dwa podstawowe przypadki rozciągania osiowego:

• Rozciąganie czyste pręta, w którym do ścianek poprzecznych jednorodnego i izotropowego pręta pryzmatycznego przyłożone jest obciążenie o stałej gęstości σ o zwrocie zgodnym z wektorem normalnym powierzchni ścianki poprzecznej (prostopadłym do ścianki, skierowanym na zewnątrz).

• Rozciąganie proste pręta, które różni się od rozciągania "czystego" tym, że obciążenie zastępujemy dwójką przeciwnie skierowanych, równych co do wartości i współliniowych sił skupionych, działających w osi tego pręta.

Kształtowanie brył-rodzaj obróbki plastycznej:

• kucie

• matrycowe,

• swobodne,

• walcowanie

• wzdłużne

• poprzeczne

• skośne

• poprzeczno-klinowe

• ciągnienie

• wyciskanie

• wyciskanie współbieżne

• wyciskanie przeciwbieżne

Walcowanie - kształtowanie materiału odbywa się za pomocą narzędzi wykonujących ruch obrotowy (ruch obrotowy wykonuje co najmniej jedno z narzędzi kształtujących). Jeśli oś kształtowanego przedmiotu jest prostopadła do osi walców to taki przypadek nazywa się walcowaniem wzdłużnym.

Wytłoczka - powłoka trój-wymiarowa, w którą przekształca się płaski półwyrób podczas wytłaczania (procesu obróbki plastycznej realizowanego głównie na zimno). Nie da się jej rozwinąć na płaszczyznę. Warunkiem poprawnej realizacji wytłaczania jest aby ścianka powstającej wytłoczki mogła w każdej chwili przenieść niezbędne obciążenie.

Wydłużanie - proces wydłużania polega na zwiększaniu długości kształtowanego przedmiotu kosztem zmniejszenia jego przekroju poprzecznego. Wydłużenie może być realizowane za pomocą wielu metod np.: wyprężania - polega na rozciąganiu przedmiotu siłą osiową wywołującą żądane wydłużenie trwałe lub przez kolejną metodę zwane ciągnienie polega na przeciąganiu przez zwężający się otwór nieruchomego narzędzia, które nosi nazwę ciągadła. Podczas ciągnienia oprócz zmiany wymiarów przekroju poprzecznego można również uzyskać zmianę kształtu półwyrobu.

Spęczanie, w obróbce plastycznej zwiększanie przekroju poprzecznego kosztem długości lub wysokości materiału pod wpływem nacisku prasy albo uderzeń młota (młot maszynowy). Zgniatanie przez kucie materiału w celu zwiększenia przekroju poprzecznego wyrobu kosztem długości lub wysokości; całkowite lub miejscowe; prowadzone na młotach, prasach, kuźniarkach, elektrospęczarkach.

Gwintowanie, kształtowanie gwintów zewnętrznych i wewnętrznych na drodze obróbki skrawaniem lub obróbki plastycznej. Gwintowanie ręczne wykonuje się za pomocą narzynek (gwintowanie zewnętrzne), gwintowników (gwintowanie wewnętrzne) oraz gwinciarek.

Gwintowanie mechaniczne przeprowadza się na tokarkach (za pomocą narzynek, gwintowników, noży lub głowic gwinciarskich), na frezarkach (za pomocą frezów krążkowych i głowic frezowych), na wiertarkach (gwintowanie wewnętrzne za pomocą gwintowników) oraz na szlifierkach do gwintów (za pomocą ściernic).

Gwintowanie metodami obróbki plastycznej odbywa się przez walcowanie i wygniatanie na walcarkach do gwintów.

6. Metody kształtowania wyrobów z tworzyw sztucznych

Kształtowanie wtórne i łączenie półwyrobów z tworzyw sztucznych.

Tworzywa sztuczne oparte o wielkocząsteczkowe związki organiczne się obecnie podstawo-wymi materiałami elektroizolacyjnymi i wypierają materiały elektroizolacyjne wytwarzane z tworzyw naturalnych. Wynika to zarówno z możliwości uzyskiwania szczególnie korzystnych własności elektrycznych, mechanicznych czy termicznych, jednorodności cech, możliwości ko-rzystnego kojarzenia własności tych tworzyw jak i z warunków przemysłowego ich wytwarza-nia na wielką skalę z podstawowych surowców jak ropa naftowa, gaz ziemny, koks, sól ku-chenna itp. Bardzo ważną cechą tworzyw sztucznych jest ich podatność technologiczna. Opra-cowano wiele technologii przetwórstwa tworzyw sztucznych, które pozwoliły bardzo znacznie skrócić czas nadawania kształtu szczególnie skomplikowanym wyrobom obniżając istotnie koszty produkcji.

Uzyskiwane związki wielkocząsteczkowe mogą być cieczami, elastykami lub ciałami stałymi. Ostatnie dwie grupy często noszą umowną nazwę żywic syntetycznych. Żywice te stanowią główny czynnik błonotwórczy w lakierach, czynnik wypełniający pory w tkaninach lub szczeli-ny między przewodami w uzwojeniach jako syciwo, mogą służyć do wypełniania pustych prze-strzeni między częściami wiodącymi prąd a obudową jako zalewy lub stanowić główny składnik części elektroizolacyjnych i konstrukcyjnych wytwarzanych w postaci kształtek lub półfabryka-tów (pręty, płyty, rury) o różnej strukturze i różnych materiałach wiążących i wzmacniających. Przez odpowiednie dodatki (napełniacze, plastyfikatory, stabilizatory, przyspieszacze i spowal-niacze reakcji przetwarzania, środki antyadhezyjne, pigmenty) można z jednego rodzaju podsta-wowej żywicy syntetycznej uzyskiwać wiele odmian tworzyw sztucznych o różnych własno-ściach fizycznych, a także wpływać na znaczne obniżenie ich kosztu.

Napełniacze można podzielić na:

• • obojętne - mają na celu obniżenie kosztu tworzywa,

• • aktywne - poprawę własności mechanicznych, elektrycznych i cieplnych.

Ze względu na pochodzenie napełniacze mogą być:

• • organiczne lub nieorganiczne,

• • naturalne lub syntetyczne.

Ze względu na postać napełniacze mogą być:

• • proszkowe - mączka drzewna (pospolity składnik fenoplastów), celuloza (dodatek aminopla-stów), mika, mączka kwarcowa lub porcelanowa (dodatek żywic lanych), inne mączki mine-ralne,

• • włókniste lub skrawkowe - włókno bawełniane, syntetyczne, mineralne, szklane (ciągłe lub cięte),

• • warstwowe - tkaniny (z włókien naturalnych, syntetycznych, szklanych), maty szklane, pa-piery, okleina drewniana (fornir). W utworzonych z nich tworzywach uwarstwionych (lami-natach) napełniacze te noszą nazwę nośników, a wiążące je żywice noszą nazwę lepiszcza;

Plastyfikatory - substancje chemiczne ciekłe lub stałe, których dodatek do tworzywa powodu-je, że staje się ono bardziej miękkie, giętkie i ciągliwe oraz łatwiejsze w przetwarzaniu, nie zmieniając przy tym charakteru chemicznego.

Stabilizatory - substancje chemiczne, które dodane w niewielkiej ilości zapobiegają niepożąda-nym procesom starzenia przez utlenianie, działanie światła, promieniowania nadfioletowego i innych czynników środowiskowych.

Środki antyadhezyjne i smarne - utrudniają w czasie przetwarzania przywieranie kształtek i półfabrykatów do form.

Pigmenty - nadają tworzywu wymaganą barwę.

7. Rola grzania w procesie obróbki plastycznej

Konieczność uzyskania równowagi cieplnej w strefie obróbki wynika z wymagań technologicznych. W operacjach obróbki cieplnej przedmioty grzejemy do określonej temperatury i wytrzymujemy w niej przez czas niezbędny dla osiągnięcia w całej objętości bądź to równowagi termodynamicznej pomiędzy fazami, bądź też oczekiwanej przebudowy mikrostruktury. Nagrzewanie materiału przed kształtowaniem plastycznym ma na celu

obniżenie granicy plastyczności i podwyższenie własności plastycznych metalu. Topienie odlewnicze jest złożonym procesem metalurgicznym, mającym na celu otrzymanie ciekłego metalu o określonych właściwościach technicznych w stanie ciekłym przed zalaniem formy i stałym po zakrzepnięciu odlewu. Z reguły prawidłowość przebiegu przekształcania porcji materiału wyjściowego w wyrób, które następuje bezpośrednio po wykonaniu zabiegu grzania, zależy od wartości temperatury osiągniętej w chwili poprzedzającej kształtowanie.

Z powyższych uwag wynika, że w technologiach materiałowych wartości temperatury są podstawowymi danymi procesowymi. Pomyślność większości operacji zależy od pomiaru właśnie tej wielkości fizycznej.

Wykonanie kształtowania plastycznego na ciepło lub na gorąco wymaga nagrzania

wsadu przed operacją kształtowania. Podczas odkształcania na skutek kontaktu z kształtującymi narzędziami metal traci ciepło. Straty te są szczególnie wyraźne, gdy technologia wymaga długiego czasu styku metalu z narzędziem.

Z drugiej strony ciepło generowane przy odkształceniu dodatkowo zmienia temperaturę materiału. Przepływy ciepła mają wpływ na wymiary uzyskiwanego wyrobu. Wywołują też zmiany pól naprężeń własnych, co może mieć szkodliwy wpływ na trwałość wyrobu. Może też dojść do zmian strukturalnych, które degradują właściwości mechaniczne wyrobu, a w skrajnych przypadkach jego cechy fizyczne i chemiczne. Dlatego monitorowanie temperatury materiału we wszystkich etapach procesu materiałowego jest podstawowym warunkiem uzyskania żądanego wyrobu.

8 : Spawalnictwo ( spajanie; spawanie łukowe elektrodami; gazowe; w osłonie gazów MIG i MAG )

Z punktu widzenie przebiegu, procesy spajania można podzielić na trzy grupy: spawanie, zgrzewanie i lutowanie.

Połączenia spawane

Złącze spawane jest połączeniem materiałów powstałym przez ich miejscowe stopienie. Występuje w procesie łączenia metali (głównie stali) oraz tworzyw sztucznych. Przy spawaniu zwykle dodaje się spoiwo (materiał dodatkowy) stapiający się wraz z materiałem podstawowym, aby utworzyć spoinę i polepszyć jej własności..

Metody spawania

• spawanie gazowe 311-G ;: najczęściej przy spalaniu acetylenu w temperaturach do 3200°C, stosowane jest do spajania blach o grubości od 0,4 mm do 40 mm.

• spawanie elektryczne: z wykorzystaniem spawarki - urządzenia opierającego swą pracę na zjawisku łuku elektrycznego w temperaturach 3500°C, stosowane jest do spajania blach o grubości od 1mm do 80 mm.

• Spawanie elektrodami otulonymi

• spawanie łukiem krytym

• spawanie w osłonie gazów

Metoda MIG 131 (Metal Inert Gas) - jest to spawanie łukowe elektrodą topliwą w osłonie gazu obojętnego (argon, hel, argon + hel). Metoda ta jest stosowana do spawania i napawania we wszystkich pozycjach w sposób automatyczny lub półautomatyczny.

Metoda MAG 135 (Metal Active Gas) - jest to spawanie łukowe w osłonie gazu aktywnego chemicznie (CO2, CO2 + gaz obojętny).

Metoda TIG 141 (Tungsten Inert Gas) - jest to spawanie łukowe elektrodą nietopliwą w osłonie gazów obojętnych (Ar, He, Ar + He). Umożliwia ona spawanie prawie wszystkich metali i ich stopów oraz łączenie ze sobą różnych metali i stopów. Uzyskiwany metal spoiny jest stopem roztopionej części materiału rodzimego i spoiwa (drut, pręt, pałeczka) podawanego w strefę jarzenia się łuku. Częściej stosowane są stopy zbliżone składem do materiału rodzimego jednak z domieszkami, które powodują poprawę jakości połączeń spawanych w różnych jej aspektach. TIG charakteryzuje się możliwością stosowania we wszystkich pozycjach.

• spawanie laserowe

• spawanie plazmowe

• spawanie hybrydowe

• spawanie żużlowe

• spawanie elektronowe

• spawanie tarciowe

Spawanie elektrodami otulonymi

Spawanie elektrodami otulonymi (ang. Manual Metal Arc Welding - MMA) to najstarsza i najbardziej wszechstronna metoda spawania łukowego. W trakcie trwania procesu spawania łuk elektryczny jarzy się między końcem pokrytej otuliną metalowej elektrody a spawanym materiałem. Powstające w wyniku tego gazy chronią przed wpływem atmosfery ciekłe jeziorko spawalnicze. Topiąca się otulina tworzy na powierzchni jeziorka żużel, który chroni krzepnący metal spoiny przed wpływem atmosfery i zbyt szybkim chłodzeniem. W zależności od gatunku łączonych materiałów należy stosować odpowiednie elektrody, które są wytwarzane w setkach różnych odmian. Metoda ta jest głównie stosowana do spawania stalowych konstrukcji, w przemyśle stoczniowym i w większości branży produkcyjnych. Mimo że jest stosunkowo mało wydajna - co wynika z konieczności wymieniania elektrod i usuwania żużla - to jednak nadal zalicza się do najbardziej elastycznych, a ponadto doskonale sprawdza się w miejscach, do których dostęp jest ograniczony.

Spawanie łukiem krytym

Spawanie łukiem krytym Spawanie łukiem krytym (SAW - Submerged Arc Welding) polega na łączeniu elementów metalowych za pomocą elektrody w otulinie granulowanego topnika. Z powodu wytwarzania wysokiej temperatury przez łuk elektryczny, topnik stapiając się tworzy ochronną warstwę żużla pokrywającego spoinę i nie dopuszcza do utlenienia spawu. Tego typu proces spawania prowadzi się zwykle za pomocą w pełni zautomatyzowanego sprzętu, dostępne są także ręcznie prowadzone uchwyty. Dla zwiększenia wydajności spawania stosuje się rozwiązanie z kilkoma elektrodami. Metoda spawania łukiem krytym, dzięki bardzo dużej szybkości spajania, bardzo dobrze nadaje się do wykonywania długich prostoliniowych złączy w pozycji podolnej. Metoda jest często stosowana w trakcie produkcji zbiorników ciśnieniowych, w zakładach chemicznych, w trakcie wytwarzania dużych konstrukcji stalowych, w pracach naprawczych oraz w przemyśle stoczniowym.

Zastosowanie

• napawanie

• spawanie blach o dużej grubości (>10 mm)

• spawanie automatyczne w liniach spawalniczych

• montaż dużych konstrukcji stalowych

Zalety metody

• dobra jakość spoiny

• dobra wydajność pracy

• wysoka sprawność energetyczna

• dobre warunki pracy spawacza - łuk elektryczny schowany jest pod warstwą topnika

Wady metody

• aby spawać w pozycji innej niż pozioma, należy zastosować specjalne oprzyrządowanie (w praktyce niestosowane)

• przed spawaniem topnik musi być odpowiednio przygotowany (konieczne suszenie)

• metoda używana jedynie w halach produkcyjnych

9. Zgrzewanie ( oporowe; tarciowe)

Zgrzewanie elektryczne oporowe - jest najczęściej stosowanym rodzajem zgrzewania. Dzieli się ono na:

• doczołowe (zwarciowe, iskrowe),

• punktowe (jedno- i dwustronne),

• liniowe (na zakładkę, liniowo-doczołowe),

• garbowe.

Zgrzewanie elektryczne oporowe składa się z 3 faz. Faza I to faza, w której dwa łączone elementy lub więcej zostają poddane sile docisku dwóch elektrod, a po dociśnięciu zostaje włączony prąd elektryczny o wysokim natężeniu. Na skutek jego przepływu powstaje zjawisko oporu elektrycznego, szczególnie duża wartość oporu występuje na styku powierzchni łączonych elementów. W tym też punkcie zaczyna się tworzyć strefa roztopionego uplastycznionego metalu zw. jądrem zgrzejnym. Wraz ze wzrostem ilości powstającego ciepła następuje rozrost jądra zgrzeiny (faza II). Proces zgrzewania musi być tak zaprojektowany, aby jądro zgrzeiny (jego wielkość) zapewniało powstanie połączenia o wystarczającej wytrzymałości. W momencie wyłączenia prądu jądro zgrzeiny osiąga maksymalną wielkość, jednakże zgrzeina pozostaje nadal pod dociskiem elektrod, dzięki czemu może rozpocząć się proces krzepnięcia (rekrystalizacji) metalu w jądrze zgrzeiny (faza III).

Zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem to metoda, w której występuje pełna penetracja w stanie stałym. Metoda ta może być używana do spajania materiałów metalowych — obecnie głównie aluminium — bez osiągania punktu topnienia. W metodzie tej cylindryczne narzędzie z wyprowadzonym trzpieniem i zaopatrzone w kołnierz jest wprowadzane w ruch obrotowy i powoli zagłębiane w obszar złącza między dwoma ustawionymi czołowo elementami. Elementy te muszą być zamocowane do podpierającej płyty, tak aby nie mogły się rozsunąć. Wskutek tarcia narzędzia o powierzchnie złącza jest generowane ciepło, w wyniku którego miękną powierzchnie łączonych elementów (nie jest jednak osiągany punkt topnienia) i narzędzie może się przemieszczać wzdłuż linii złącza. Uplastyczniony materiał przepływa do tylnej krawędzi trzpienia narzędzia, gdzie wskutek oddziaływania kołnierza i trzpienia następuje przemieszanie. Stygnąc, przemieszany materiał tworzy złącze między spajanymi elementami.

10. LUTOWANIE MIĘKKIE I TWARDE

Lutowaniem nazywamy metodę spajania metali za pomocą wprowadzania między łączone powierzchnie innego roztopionego metalu lub stopu (czynnika łączącego), zwanego spoiwem. Podczas lutowanie części łączone nagrzewają się, lecz nie topią w miejscu łączenia. Połączenie trwałe uzyskuje się dzięki przyczepności lutu do materiałów łączonych, dlatego warunkiem otrzymania prawidłowego połączenia jest staranna oczyszczenie (mechaniczne i chemiczne) powierzchni lutowanych.

Lutowanie jest jednym z najstarszych sposobów łączenia metali. Jest jedną z nielicznych metod umożliwiających łączenie ze sobą różnych metali i stopów o różnych własnościach. Lutowanie jest jedyną metodą zapewniającą połączenia właściwej jakości. Największe zastosowanie znajduje w przemyśle elektrotechnicznym, elektronicznym i telekomunikacyjnym do łączenia przewodów elektrycznych. Jest stosowane podczas prac blacharskich, szczególnie do lutowanie blach ocynkowanych, np. w produkcji rynien, do zamykania blaszanych puszek z konserwowanymi produktami spożywczymi. Ponadto lutowanie stosuje się w blacharstwie samochodowym, np. przy wypełnianiu wgłębień, wykonywaniu i naprawie chłodnic samochodowych, łączeniu uzwojeń silników elektrycznych, a także w naprawach pękniętych odlewów. Połączenia lutowane dobrze przewodzą prąd i dlatego są stosowane zamiast spawania w przypadkach, gdy spoiny nie muszą przenosić dużych obciążeń, ale powinny zapewnić dobre przewodzenie prądu.

Rozróżnia się lutowanie lutami miękkimi, twardymi, specjalnymi, lutospawanie.

Lutowanie miękkie stosuje się do łączenia części o niedużych naprężeniach w złączu i niewysokiej temperaturze pracy, jak również do uszczelniania połączeń zawalcowanych i innych (np. cienkościennych zbiorników, pojemników, rynien, rurociągów).

Luty miękkie są wykonywane w postaci prętów, drutu, płytek, proszków, a najczęściej pałeczek. Zakres temperatur topliwości od 183^o do 270^o (stal, miedź, cynk itp. i ich stopy). Stosowane są spoiwa ołowiowo-cynowe niektóre z nich zawierają ponadto drobne domieszki antymonu, srebra i miedzi, a prawie wszystkie zanieczyszczenia w postaci śladowej zawartości żelaza, bizmutu, arsenu, aluminium , cynku i kadmu. Zawartość poszczególnych składników stopowych spoiwa wynika z jego znaku, i tak na przykład spoiwo:

• PbAg 1,5 Sn 1,5 zawiera ok. 1,5% Sn, ok. 1,5% Ag i ok. 97% Pb i jest stosowane do lutowania przewodów w źródłach światła.

• SnPb37Sb zawiera ok. 63% Sn, 0,2 do 0,5% Sb i ok. 37% Pb. To spoiwo ze względu na małą zawartość ołowiu jest używane dolutowanie i pobielania wewnętrznych części opakowań na produkty spożywcze.

• Do lutowania potrzebne są również topniki, bez których lut się utlenia i źle wypełnia szczeliny między łączonymi powierzchniami. Jako topników do lutowania miękkiego stali, miedzi i mosiądzu używa się najczęściej wody lutowniczej, którą tworzy chlorek cynku rozpuszczony w wodzie (np. 300 gramów stopionego technicznego chlorku cynku na 1 litr wody).

Jako topników do oczyszczania chemicznego powierzchni łączonych części używa się także salmiaku, kalafonii, stearyny i specjalnie przyrządzonych past. Oczyszczania mechanicznego powierzchni łączonych dokonuje się piłowaniem, skrobaniem, ścieraniem itp.

Lutowanie wykonuje się za pomocą narzędzia zwanego lutownicą. Najważniejszą częścią lutownicy jest końcówka miedziana, która po nagrzaniu służy do roztopienia cyny i przeniesienia jej na miejsce lutowania.

Przebieg lutowania jest następujący: po nagrzaniu lutownicy szybko pociera się jej ostrze o salmiak i przykłada do lutu, który roztapia się i przylepia do ostrza lutownicy. Następnie e lutownicy przykłada się do miejsca lutowanego i pociąga ostrzem wzdłuż szwu. Lutując większe połączenia należy lut trzymać lewą ręką nad spoiną. Lutownica trzymana prawą ręką rozgrzewa materiał łączony i jednocześnie topi lut. Roztopiony lut ścieka i łączy powierzchnie, zastygając między nimi. Gdy zachodzi potrzeba, to lutownicę kilkakrotnie przesuwa się wzdłuż szczeliny łączącej. W czasie lutowania należy tak prowadzić lutownicę, żeby nie rozpływał się po wierzchu, lecz spływał w głąb szwu. Po zalutowaniu usuwa się nadmiar lutu za pomocą skrobaka lub pilnika i przemywa się szew letnią wodą.

Lutowanie twarde. Temperatura topliwości spoiw leży w granicach 600 - 1080 ^oC. Stosuje się przy znacznych naprężeniach w złączu i wysokiej temperaturze pracy (ponad 150^oC). Jest używane do połączeń ślusarskich, w budowie ram rowerowych, w kołnierzach połączeń rurociągów, do łączenia części mechanizmów precyzyjnych, w produkcji narzędzi skrawających. Jako czynnik odtleniający podczas lutowania ma zastosowanie boraks. Lutami twardymi są miedź lub stopy miedzi (mosiądze, brązy, stopy miedzi z fosforem, srebrem, krzemem, manganem), stopy srebra z miedzią, cynkiem i in. oraz prawie czysty nikiel z dodatkiem manganu.

Lutowanie odbywa się następująco: powierzchnie łączone dokładnie czyści się i dopasowuje do siebie. Następnie smaruje się je pędzlem zanurzonym w roztworze boraksu i kładzie się między te powierzchnie blaszkę lutu, a potem wiąże się obie części drutem. Po posypaniu boraksem związanych części nagrzewa się je w ognisku kowalskim, palnikiem gazowym lub lampą lutowniczą tak długo, aż lut się roztopi i zwiąże części łączone. Do podgrzewania można używać także palnika acetylenowego, lecz trzeba bardzo uważać, aby nie przegrzać spoiny. W niektórych przypadkach lut umieszcza się nie między powierzchniami łączonymi, lecz na zewnątrz wzdłuż szwu. Wiązanie drutem łączonych elementów nie zawsze jest konieczne, zwłaszcza podczas nagrzewania palnikiem. Łączone elementy można zamocować w imadle, położyć na stalowej płycie lub stole spawalniczym, ale trzeba wtedy bardzo uważać, aby łączone elementy i lut nie zmieniły swojego położenia podczas lutowania. Po wykonaniu lutowania wyjmuje się połączone części i zostawia je do powolnego ostygnięcia, a następnie przemywa szew wodą zakwaszoną i usuwa nadmiar lutu pilnikiem.

Do oczyszczania chemicznego używa się przeważnie roztworu wodorotlenku sodu, który skutecznie usuwa tlenki z powierzchni przeznaczonej do lutowania.

Sprawdzanie połączeń lutowanych. Połączenie lutowane należy poddać sprawdzeniu zwracając uwagę na równomierne rozłożenie lutu i estetyczne wykonanie spoiny. Następnie należy sprawdzić połączenie na szczelność. Wstępnego sprawdzenia szczelności dokonuje się próbą wodną obserwując, czy nie ma przecieku przez spoinę. Dokładne sprawdzenie szczelności spoiny wykonuje się w następujący sposób: jedną stronę spoiny pokrywa się warstwą kredy, a na drugą stronę wlewa się niewielką ilość nafty obserwując, czy na warstwie kredy nie pojawiają się tłuste plamy. W przypadku lutowania zbiorników szczelność należy sprawdzać pod ciśnieniem powietrza lub wody - wyższym od ciśnienia pracy.

Do sprawdzania bardziej odpowiedzialnych połączeń lutowanych stosuje się badania defektoskopowe, rentgenowskie, wytrzymałościowe, metalograficzne, oporności elektrycznej i inne, jak np. próby na odrywanie, które umożliwiają określenie stopnia wypełnienia szczeliny lutem.

BHP.

• Podczas pracy z kwasami należy chronić ciało i ubiór przed ich żrącym działaniem.

• Przygotowując wodny roztwór kwasu należy zawsze wlewać kwas do wody.

• Lutownicę, palnik i inne nagrzewające narzędzia należy trzymać w bezpiecznej odległości od ciała, jeśli elektryczna - powinna być uziemiona!

11. Skrawalnictwo - obróbka wiórowa ( obrabiarki; toczenie; frezowanie, wiercenie; szlifowanie)

obróbka skrawaniem, podstawowa technika wytwarzania części maszyn, urządzeń, przedmiotów użytkowych itp., polegająca na nadawaniu przedmiotowi obrabianemu żądanego kształtu, wymiarów i właściwości warstwy wierzchniej przez usunięcie części materiału za pomocą narzędzia skrawającego;

Rodzaje obróbki skrawaniem

• obróbka ścierna

• obróbka ubytkowa

• obróbka obwiedniowa

• obróbka wiórowa - obróbka skrawaniem narzędziami o określonym kształcie i geometrii ostrza (np. nożem tokarskim, frezem), które usuwają materiał w postaci wiórów; m.in. poprzez: toczenie, wiercenie, frezowanie, struganie, dłutowanie, przeciąganie.

Obrabiarki stosowane w obróbce wiórowej

• tokarki (wielonożowe, kopiarki, półautomaty i automaty tokarskie, uchwytowe, kłowe, tarczowe, rewolwerowe, karuzelowe, zataczarki),

• wiertarki (stołowe, kolumnowe, promieniowe, współrzędnościowe, wielowrzecionowe),

• frezarki (pionowe i poziome, uniwersalne, do kół zębatych, do gwintów, wiertarko-frezarki, frezarko-wytaczarki, kopiarki),

• strugarki (ogólnego przeznaczenia (wzdłużne, poprzeczne i pionowe (tzw. dłutownice) oraz specjalizowane (do kół zębatych , do obróbki krawędzi blach , do łóż obrabiarek , kopiarki)),

• przeciągarki (do otworów i do płaszczyzn),

• dłutownice (do obróbki kształtów nieobrotowych jak uzębienie kół zębatych, krzywki, rowki pod wpusty itp.)

Toczenie - rodzaj obróbki skrawaniem (np. metalu, drewna, tworzyw sztucznych) stosowany najczęściej do obrabiania powierzchni zewnętrznych i wewnętrznych przedmiotów w kształcie brył obrotowych. Istnieje możliwość uzyskiwania metodą toczenia również innych kształtów niż obrotowe. Podczas toczenia obrabiany materiał obraca się, a narzędzie (nóż tokarski) wykonuje ruch posuwisty. Obrabiarka, na której wykonuje się toczenie to tokarka.

Frezowanie - obróbka mechaniczna skrawaniem za pomocą wirującego narzędzia wieloostrzowego zwanego frezem.

Cechą charakterystyczną frezowania jest ruch obrotowy narzędzia - freza (prostopadle do osi posuwu) z jednoczesnym ruchem posuwistym przedmiotu obrabianego względem freza lub freza względem przedmiotu obrabianego.

Frezowanie może być

• współbieżne, kiedy ruch obrabianego przedmiotu jest zgodny z kierunkiem obrotu freza

• przeciwbieżne, kiedy kierunki ruchu przedmiotu i obrotu freza są przeciwne.

Obrabiarka, na której wykonuje się frezowanie nazywa się frezarką.

Metodą frezowania obrabia się metale, tworzywa sztuczne, drewno.

Wiercenie - jest to skrawanie materiału za pomocą narzędzia zwanego wiertłem w wyniku którego otrzymujemy otwór o przekroju najczęściej kołowym. Przy zastosowaniu specjalnych wierteł możliwe jest uzyskanie otworu wielokątnego (np. trójkątnego, czworokątnego). Wiercenie odbywa się jeżeli wiertło się obraca, a przedmiot obrabiany pozostaje nieruchomy lub gdy wiertło jest nieruchome, a przedmiot obrabiany obraca się.

Typowe operacje wykonywane na wiertarkach

• pogłębianie - zmiana wymiarów otworu

• rozwiercanie - w celu uzyskania dokładnego wymiaru i małej chropowatości

Szlifowanie - jest to obróbka wykończeniowa powierzchni za pomocą narzędzi ściernych w wyniku której uzyskujemy duże dokładności wymiarowe i kształtowe oraz małą chropowatość. Szlifowanie możemy wykonywać na otworach, wałkach i płaszczyznach.

12. Podstawowe wiadomości ze skrawania ( geometria ostrza noża tokarskiego i wiertła; podstawowe wzory: opór, prędkość, posów, czas)

Obróbka skrawaniem - proces polegający na zdjęciu z obrabianego przedmiotu warstwy materiału, celem uzyskania założonego kształtu, dokładności wymiarowej i gładkości powierzchni.
Sposoby realizacji obróbki skrawaniem:

• frezowanie - kształtowanie płaszczyzn i rowków.

• wiercenie - wykonywanie otworów

• rozwiercanie - wykańczanie otworów walcowych

• powiercanie - powiększanie otworów walcowych

• przeciąganie i przepychanie - wykańczanie otworów niewalcowych

• toczenie - do obróbki powierzchni zewnętrznych i wewnętrznych przedmiotów w kształcie brył obrotowych.

Rodzaje obróbki skrawaniem:

• zgrubna

• średnio dokładna

• dokładna

• bardzo dokładna

*******************

Nóż tokarski - narzędzie skrawające jednoostrzowe stosowane do obróbki toczeniem. W zależności od przystosowania do określonej metody obróbki rozróżnia się noże tokarskie:

• punktowe,

• kształtowe,

• obwiedniowe.

Geometria ostrza noża w układzie podstawowym

RYSUNEK !!!!!!!!!!!!! jakieś proste do narysowania ostrze

W nożu tokarskim wyróżnia się:

- część roboczą która przez odpowiednie ukształtowanie jest przystosowana do wykonywania pracy skrawania

- trzonek tj. część służącą do mocowania noża w imaku nożowym lub oprawce

Zasadniczym kształtem części roboczej każdego noża jest klin, któ­rego krawędź skrawa materiał.

W części roboczej noża rozróżnia się: powierzchnie (rys. 2-5), krawę­dzie i kąty.

Powierzchnie części roboczej noża — mające wpływ na prze­bieg skrawania — nazywane są następująco:

— powierzchnia natarcia, tj. powierzchnia, po której spływa wiór podczas skrawania;

— powierzchnia przyłożenia, tj. powierzchnia noża zwrócona do po­wierzchni skrawania;

— pomocnicza powierzchnia przyłożenia, tj. powierzchnia zwrócona do powierzchni obrobionej;

— przejściowa powierzchnia przyłożenia, tj. powierzchnia, znajdująca się pomiędzy główną powierzchnią przyłożenia a pomocniczą powierzchnią przyłożenia.

Powierzchnia natarcia może być: płaska, płaska ze ścinem, wklęsła, wklęsła ze ścinem i schodkowa, zaopatrzona w łamacze lub zwijacze wiórów. Powierzchnia przyłożenia może być ukształtowana jako: bezścinowa, ścinowa i dwuścinowa.

Nóż może mieć jedną lub więcej pomocniczych powierzchni przyłożenia i przejściowych powierzchni przyłożenia. Powierzchnie te mogą mieć ścin lub mogą go nie mieć.

Krawędzie skrawające są to linie przecinania się powierzchni natarcia z powierzchniami przyłożenia.

********************

Wiertło - narzędzie skrawające do wykonywania otworów (wiercenie) przy wykorzystaniu wiertarki.Wiercenie polega na skrawaniu materiału (obróbka wiórowa) obrabianego przedmiotu poprzez obroty wiertła wokół osi wzdłużnej przy jednoczesnym jego posuwie wzdłuż tej osi. Prędkość obrotowa i posuw zależą od średnicy wiertła oraz rodzaju obrabianego materiału. Wraz ze wzrostem średnicy wiertła należy obniżać prędkość obrotową tak, aby prędkość liniowa pomocniczej krawędzi skrawającej pozostawała na niezmienionym poziomie.

Wiercenie wiertłem dużej średnicy w pełnym materiale jest utrudniane przez opór jaki powoduje ścin, dlatego należy wykonać wiercenie wstępne wiertłem o mniejszej średnicy.

W celu uzyskania otworów dokładnych należy zastosować wiercenie zgrubne, a następnie wykonać rozwiercanie lub pogłębianie.

Geometria wiertła krętego.

OPIS:

1. Główna krawędź skrawająca.

2. Pomocnicza krawędź skrawająca.

3. Krawędź poprzeczna (ścin).

4. Powierzchnia przyłożenia.

5. Rowek wiórowy.

6. Pomocnicza powierzchnia przyłożenia (łysinka).

7. Rdzeń.

8. Chwyt walcowy.

9. Zabierak

10. Chwyt stożkowy Morse'a.

11. Płetwa.

2k Kąt wierzchołkowy.

y Kąt pochylenia ścina.

l Kąt natarcia.

Siła skrawania jest to siła potrzebna do pokonania oporów skrawania. Całkowita siła skrawania rozkłada się na trzy składowe: siła posuwowa F_f, siła promieniowa F_p, siła styczna (główna) F_c

F_c-decyduje o mocy obrabiarki i zależy od właściwości materiału, przekroju warstwy skrawanej, kształtu ostrza narzędzia i warunków chłodzenia.

Moc skrawania wyznaczona jest z definicji mocy w ruchu postępowym jako iloczyn siły skrawania i prędkości ruchu. Do obliczeń przyjmuje się siłę styczną i prędkość skrawania P_skr.=Fc*v [W].

Średni opór skrawania jest to siła styczna odniesiona do przekroju wastwy skrawanej
.

Wydajność skrawania: ●Q_v wydajność objętościowa Qv=S*v [m³/s] ●Qm wydajność masowa
.

Posuw jest to wartość przesunięcia noża podczas jednego obrotu toczonego przedmiotu. Ponieważ przedmiot toczony wykonuje te same obroty co wrzeciono tokarki można powiedzieć że posuw jest wartością przesunięcia noża podczas jednego obrotu wrzeciona. Posuw ozn się literką ƒ i wyraża się w milimetrach na obrót (mm/Obr).

Prędkość skrawania jest to prędkość chwilowa wybranego punktu krawędzi skrawającej względem przedmiotu obrabianego, w kierunku ruchu głównego. Prędkość skrawania przyjęto oznaczać literą v_c. Zatem: v_c­= Π Dn / 1000

13. Okresowa prędkość skrawania V_x

To prędkość przy której narzędzia nie stępią się w tym okresie.

V_T= C_T / ƒ • a • T

14. Wiercenie, rozwiercanie


Wiercenie stosowane jest przy wykonywaniu otworów narzędziami nazywanymi wiertłami-ruch główny jest tu obrotowym, zaś ruchem posuwowym-prostoliniowy. Wiercenie należy do najczęściej stosowanych sposobów obróbki. Wierceniem nazywa się sposób obróbki polegający na wykonywaniu otworów w pełnym materiale za pomocą narzędzia zwanego wiertłem, wykonującego ruch roboczy (obrotowy) i ruch posuwowy wzdłuż osi obrotu w głąb materiału. Takie wiercenie nazywamy wstępnym. Wiercenie można wykonywać wzdłuż linii traserskich lub w przyrządzie wiertarskim. Kiedy wykonany otwór jest zbyt mały lub gdy trzeba wykonać otwór stopniowy, należy wykonać jeszcze jedną operacją zwaną wierceniem ostatecznym.

W zależności od położenia osi wykonywanego otworu rozróżnia się wiercenie:
- pionowe, realizowane na większości odmian wiertarek; ruch główny oraz posuwowy wykonuje wiertło,
- poziome, realizowane na tokarkach, wytaczarko-frezarkach oraz wiertarkach do głębokich otworów; w przypadku wiercenia na tokarkach ruch główny wykonuje przedmiot obrabiany, a ruch posuwowy wiertło.
Ze względu na długość czynnych krawędzi skrawających wierteł, rozróżniane są:
-wiercenie w pełnym materiale, podczas którego krawędzie skrawające wiertła pracują całą swą długością,
-powiercanie, podczas którego krawędzie skrawające wiertła pracują tylko częścią swej długości.
W zależności od ilorazu głębokości (l) i średnicy (d) otworu, rozróżnić można:
-wiercenie normalnych otworów (l/d≤5),
-wiercenie głębokich otworów, podczas którego głębokość otworu jest wielokrotnie większa od jego średnicy.
Ponadto wiercenie można podzielić na: przelotowe i nieprzelotowe.

Klasyfikacja wiertarek.

Wiertarki są przeznaczone do obróbki otworów; wykonuje się na nich najczęściej wiercenie, pogłębianie, rozwiercanie oraz nacinanie gwintów wewnętrznych-gwintownikami. Na niektórych wiertarkach specjalizowanych i specjalnych (np. wiertarki do głębokich otworów) można wykonywać również inne zabiegi, np. toczenie.

Wiertarki do obróbki metali dzieli się na:
- ogólnego przeznaczenia,
- specjalizowane,
- specjalne.

Rozróżnia się:
wiertarki stołowe-obróbka otworów o niewielkich średnicach d<15 mm w małych przedmiotach,
wiertarki słupowe- obróbka otworów o średnicach d<25 mm w przedmiotach o małej i średniej wielkości,
wiertarki kadłubowe- obróbka otworów o średnicach d<40 mm w przedmiotach o małej i średniej wielkości.
wiertarki promieniowe- obróbka otworów o średnicach d<63 mm w dużych i ciężkich przedmiotach,
wiertarki rewolwerowe- wyposażone w głowice rewolwerowe umożliwiające mocowanie większej liczby narzędzi,
wiertarki wielowrzecionowe- wyposażone w głowice wrzecionowe umożliwiające jednoczesną pracę wielu wrzecion,
wiertarki do głębokich otworów.

Wiertła

W zależności od konstrukcji rozróżnia się wiertła:
-kręte- należą do najczęściej stosowanych. Mają dwa ostrza rozmieszczone na stożkowej części skrawającej, a także dwa rowki, służące do odprowadzania wiórów. Są prowadzone- w wykonanym otworze-za pomocą dwu łysinek, rozmieszczonych na walcowej powierzchni prowadzącej.
-piórkowe- ich część robocza ma kształt płytki, natomiast część chwytowa może być walcowa lub stożkowa. Ostrza wierteł piórkowych są wykonywane ze stali szybkotnących lub z węglików spiekanych. Wiertła te są stosowane do wykonywania otworów o niewielkich średnicach i głębokościach. Są również stosowane do wykonywania otworów kształtowych i niekiedy do głębokich otworów.
-do głębokich otworów- ze względu na przekrój wykonywanego nimi otworu, dzieli się na:
1. wiertła do otworów pełnych, przetwarzające na wiór cały materiał wierconego otworu,
2. wiertła trepanacyjne ( rurowe), wykonujące otwór o kształcie pierścienia.
różne- do tego rodzaju wierteł zaliczane są:
1. nawiertaki, używane do wykonywania nakiełków w przedmiotach, które będą następnie obrabiane toczeniem,
2. wiertła składane, których konstrukcja umożliwia wymianę części roboczej.

Nawiercanie

Nawiercaniem nazywamy proces wykonywania otworów nakiełków za pomocą narzędzi zwanych nawiertakami, jest to początkowa faza wiercenia, kiedy wiertło nie jest jeszcze prowadzone przez ścianki otworu w materiale. Nakiełki służą do ustalania położenia wałków podczas obróbki.

Nawiertaki do nakiełków:

Zwykłych

Chronionych

15. Przeciągacz - przeciąganie

Przeciąganie - obróbka skrawaniem, w której cały naddatek na obróbkę skrawany jest podczas jednego przejścia narzędzia, zwanym przeciągaczem, przeprowadzanych na obrabiarkach (przeciągarka). Przeciąganie stosuje się do obróbki dokładnych otworów wielobocznych, wielowypustowych, rowków wypustowych oraz do obróbki powierzchni kwadratowych zewnętrznych, np. w korbowodach, kluczach. Ze względu na znaczne koszty narzędzi przeciąganie znajduje zastosowanie wyłącznie w produkcji wieloseryjnej lub masowej.

Przeciągacze są narzędziami wieloostrzowymi, które podczas jednego ruchu roboczego zdejmują na ogół cały naddatek przeznaczony na obróbkę. Przy większych naddatkach stosuje się dwa (lub kilka) przeciągaczy (np. przy przeciąganiu otworów wielowypustowych). Przeciągacze są wykonywane głównie ze stali szybkotnącej. Robocza część przeciągacza składa się z części skrawającej i kalibrującej. Część skrawająca składa się z ostrzy, których wysokość rośnie stopniowo o 0,02-0,12mm co ostrze. Część kalibrująca wygładza obrobioną powierzchnię i zapewnia ostateczną dokładność otworu.

16. Obróbka elektroerozyjna - drążenie; przecinanie

Z Wikipedii

Skocz do: nawigacji, szukaj

Obróbka Elektroerozyjna (ang. EDM - Electrical Discharge Machining - dosł. obróbka wyładowaniem elektrycznym) - metoda obróbka metali oparta głównie na wyzyskaniu erozji elektrycznej, towarzyszącej wyładowaniom elektrycznym. Wykorzystywana jest głównie przy obróbce specjalizowanych części maszyn i innych materiałów trudnoskrawalnych, bowiem metoda ta pozwala na możliwość uzyskania skomplikowanych kształtów, trudnych lub niemożliwych do wykonania obróbką skrawaniem.

Do elektroerozyjnej obróbki zalicza się obróbkę elektroiskrową, anodowo-mechaniczną i elektrokontaktową. Obróbkę tą przeprowadza się drążarkach, piłach lub szlifierkach anodowo-mechanicznych itp. Stosowana do obróbki węglików spiekanych oraz kształtowania i regenracji narzędzi do obróbki plastycznej np. matryc kuźniczych.

Obróbkę elektroeryzojną można zasadniczo podzielić na dwa typy: drążenie elektroerozyjne oraz cięcie elektroerozyjne (WEDM - Wire Electrical Discharge Machining). Generalnie różnica pomiędzy tymi metodami polega na rodzaju elektrody roboczej (w przypadku WEDM jest to przewijany drut), energii wyładowań oraz używanego dielektryka. Obróbkę EDM można stosować do wszystkich materiałów, których elektryczna przewodność właściwa jest większa od 10^-2 S/cm.

17. Obróbki hybrydowe

Terminem obróbki hybrydowe albo również obróbka kombinowana przyjęto nazywać takie obróbki, które łączą różne sposoby oddziaływania na materiał obrabiany. Występowanie w obszarze obróbki kombinacji takich procesów jak przykładowo usuwanie materiału ziarnami ściernymi połączone z oddziaływaniem elektrochemicznym, powoduje zmianę warunków realizacji obróbki, decydując tym samym o efektach obróbki. Przykładowo wskaźniki techniczno ekonomiczne (np. wydajność obróbki, energochłonność itp.) poszczególnych składowych obróbki hybrydowej mogą być dużo niższe od ogólnego wskaźnika obróbki hybrydowej. Stosowane już obróbki hybrydowe to:

1. szlifowanie elektrochemiczne polegające na połączeniu procesu obróbki ściernej z obróbką elektrochemiczną; stosowana jest ona głownie do ostrzenia narzędzi wykonywanych z materiałów super twardych

2. obróbka anodowo - mechaniczna łącząca proces obróbki elektroerozyjnej z procesem obróbki elektrochemicznej i w niewielkim procesie mechanicznego ścierania materiału; ze względu na możliwość uzyskiwania dużych wydajności stosowana jest ona przede wszystkim do przecinania materiałów o dużej twardości

3. podgrzewanie warstwy skrawanej tradycyjnie dodatkowym ciepłem uzyskiwanym z różnych źródeł (np. ciepła Joula - Lenza); szersze zastosowanie znalazło podgrzewanie warstwy skrawanej wiązką lasera ( Laser Assisted MAchining); obróbka ta stosowana jest dla materiałów twardych, a podgrzewanie sfery skrawania ma na celu zmniejszenie twardości materiału w strefie obróbki.

18. Obróbki wspomagane wysokociśnieniowym strumieniem cieczy

Obróbka wysokocisnieniowym strumieniem cieczy jest jedna z tzw. zaawansowanych

technologii. Technologia ta polega na czyszczeniu powierzchni (instalacje, rurociągi, zbiorniki, urządzenia, ściany budynków) i przecinaniu twardych materiałów silnym strumieniem (zimnej lub gorącej) wody (moc pomp wodnych 50-500 KM) pod bardzo dużym roboczym ciśnieniem wody (400-4.000 bar) i dużym wydatku wody (10-300 l/min). Do czyszczenia powierzchni stosuje się samą wodę, do cięcia twardych materiałów (stal, beton) wodę z dodatkiem piasku granatu (technologia abrazywna).

Ta technologia czyszczenia powierzchni wodą pod wysokim ciśnieniem zastępuje i przewyższa tradycyjne metody, gdyż nie niszczy czyszczonej powierzchni, zwiększa wydajność i jakość czyszczenia, nie zanieczyszcza środowiska. Wykorzystuje właściwości tnące strumienia wody, który przecinając warstwę powierzchniową materiału wytwarza pomiędzy nią a podłożem nadciśnienie i odrywa ją od podłoża. Do dodatkowych zalet tej metody należą m.in. brak zapylenia i iskrzenia, selektywne i precyzyjne prowadzenie prac oraz skrócenie ich czasu. Technikę tą można stosować praktycznie w każdej gałęzi przemysłu, np. przemysł stoczniowy gdzie służy do czyszczenia rozległych powierzchni burt statków, zastępując znakomicie piaskowanie. Może także służyć do czyszczenia powierzchni malarskich, skorodowanych wnętrz rurociągów, do regeneracji konstrukcji budowlanych typu jezdnie, mosty czy wysokie kominy, do czyszczenia pomników i fasad budynków, itp. a w szczególnych zastosowaniach nawet elementów elektroniki. Struga wodna pozwala także - poprzez umiejętne sterowanie procesem - na kontrolowanie „zdzierania” materiału.

19. Proces technologiczny wyrobów z bazaltu i tworzyw termoplastycznych ( odlewy; wata mineralna; polam)

Proces technologiczny produkcji waty mineralnej zaczyna się od stopienia kamienia bazaltowego w temp. Ok. 1400^oC. Następnie płynna lawa transportowana jest rynną zlewową do specjalnego pomieszczenia, w którym znajduje się specjalna maszyna rozwłókniająca . Kształtem przypomina śmigło z licznymi łopatkami obracającymi się z dużą prędkością. Płynna lawa z rynny zlewowej splywa na „to śmigło”. Spadając na „śmigło” ciekły kamień jest rozpryskiwany w postaci cienkich nitek o średnicy ok. 0,006 mm, które szybko zastygają, a następnie spadają na dno- prosto na transporter. Włókna na transporterze układają się w tzw. kobierce. Do tak powstałych włókien kamiennych dodawane jest lepiszcze (spoiwo), które w połączeniu z prasowaniem pod dużym ciśnieniem daje watę mineralną. Wyrób w swej ostatecznej postaci przybiera formę płyt, mat, otulin oraz granulatu. Włókna poddaje się również procesowi hydrofobizacji- w wyniku tego procesu produkty z waty mineralnej nie wchłaniają wody.
Technologia produkcji waty szklanej jest podobna do produkcji waty mineralnej. Z tym, że wełna szklana otrzymywana jest w wyniku topienia (w temp. 1000^oC) piasku kwarcowego, stłuczki szklanej z dodatkiem skał tj. dolomitu, wapień.

20. Proces technologiczny produkcji śrutu metalowego.

Produkcja śrutu polega na atomizacji stali w strumieniu zimnej wody, następnie cieplnej i mechanicznej obróbce powstałych drobin, kruszeniu i odpowiedniej segregacji, przez co uzyskuje się produkt o charakterystyce technicznej w pełni dostosowanej do potrzeb odbiorcy. Dla potrzeb cięcia granitu na trakach wahadłowych używa się śrutu łamanego lub łamanego z dodatkiem 15% drobin kulistych, o twardości 64 +/- 2HRC i średniej wielkości ziarna 0,6 - 1,2 mm. Mniejsza wielkość ziarna stosowana jest z reguły podczas cięcia cienkich płyt daje lepszą gładkość powierzchni i mniejsze straty materiału. Grubsze ziarno daje możliwość szybkiego cięcia i jest zalecane do grubych płyt.

21. Technologie wytwarzania wyrobów ceramicznych.

Proces wytwarzania wyrobów ceramicznych obejmuje następujące czynności: przygotowanie masy do formowania, formowanie, suszenie, wypalanie, niekiedy szkliwienie i zdobienie. Przygotowanie masy polega na wymieszaniu surowców (zwykle rozdrobnionych) na sucho lub z wodą oraz usunięciu z niej powietrza (odpowietrzenie masy); często do masy dodaje się materiały schudzające (np. piasek, zmieloną cegłę, zmielone stłuczki wypalonych wyrobów ceramicznych), zapobiegające pękaniu i zniekształcaniu wyrobów podczas suszenia i wypalania, oraz topniki (np. skalenie, nisko topliwe związki sodu, kredę), ułatwiające zagęszczanie masy podczas wypalania. Wyroby ceramiczne formuje się (ręcznie lub maszynowo) przez prasowanie, tłoczenie lub odlewanie masy ceramicznej. Suszenie ma na celu usunięcie wody z uformowanych wyrobów, co umożliwia ich wypalanie oraz zwiększa ich mech. wytrzymałość. Wypalanie odbywa się w piecach ceramicznych w temp. ok. 900-2000°C, zależnie od rodzaju wyrobów; podczas wypalania zachodzą w masie ceramicznej procesy, w wyniku których ulegają rozkładowi jedne składniki, a tworzą się nowe i powstaje faza szklista, wiążąca poszczególne ziarna składników (występujących w masie lub powstałych w procesie wypalania), a masa ulega zagęszczeniu (spiekanie). W miarę podwyższania temp. wzrasta stopień spieczenia, co powoduje zmniejszenie porowatości, wzrost wytrzymałości mech. i odporności chem. oraz polepszenie właściwości dielektryczne; niekiedy są wypalane tylko surowce, z których po zmieleniu i dodaniu materiałów wiążących (kleje, lepiszcza org., cementy itp.) formuje się wyroby. Wystudzone po pierwszym wypaleniu wyroby (tzw. biskwit) pokrywa się szkliwem i ponownie wypala. Niektóre wyroby poddaje się szkliwieniu przed wypaleniem. Szkliwo podczas wypalania topi się i po ostudzeniu tworzy powłokę, która nadaje wyrobom gładkość i połysk, zwiększa ich wytrzymałość mech. i odporność na działanie czynników chemicznych i wody oraz ułatwia zmywanie. Naczynia i wyroby artystyczne w końcowej fazie produkcji można zdobić farbami ceramicznymi lub barwnymi szkliwami i dodatkowo wypalać.

2

---